Microambiente óseo

El hueso es un tejido conectivo mineralizado compuesto por cuatro tipos de células: osteoblastos, osteocitos, osteoclastos y células de revestimiento óseo. El tejido óseo sufre una remodelación constante a través de la resorción ósea por parte de los osteoclastos y la formación de hueso por parte de los osteoblastos. Los osteocitos operan como mecanosensores y guían el proceso de remodelación ósea (Rinaldo et al, 2015). Este proceso delicadamente equilibrado está cuidadosamente regulado por factores locales y sistémicos. Un desequilibrio entre la resorción y la formación puede provocar enfermedades óseas como la osteoporosis (Bicer et al, 2021). Las líneas celulares derivadas del hueso normalmente se cultivan en el laboratorio en forma de monocapa 2D, aunque con limitaciones.

Imitación del microambiente óseo en el laboratorio

Replicar el microambiente óseo es esencial para obtener datos que sean fisiológicamente relevantes y traducibles. Por lo tanto, estudios recientes han cambiado su enfoque del uso de modelos tradicionales de cultivo celular en 2D a modelos 3D novedosos y complejos que incluyen esferoides, láminas de células, hidrogeles, biorreactores y chips de microfluidos (Mohammed AM, 2008).

esferoides 3D

Los esferoides son un sistema de cultivo celular 3D de agregado celular autoensamblado simple que no necesita material de soporte para el crecimiento celular. El sistema de cultivo de esferoides conserva la viabilidad celular y facilita las redes intracelulares y de matriz celular, creando un microambiente similar al in vivo, con moléculas de señalización como citocinas, quimiocinas y factores angiogénicos que están presentes en el estado fisiológico nativo (Mironov et al, 2009). ). Además, los esferoides 3D también se pueden cocultivar con otras líneas celulares en diferentes densidades para replicar mejor las condiciones in vivo. Por ejemplo, los osteoblastos se pueden cocultivar con células del endotelio vascular umbilical humano (huVEC) en placas de 96 pocillos con recubrimiento especializado para formar células uniformes. esferoides con poblaciones de células separadas dentro de un solo esferoide . Por lo tanto, los modelos de cultivo celular en 3D, como los sistemas de esferoides, son una plataforma excelente que es rápida, confiable y reproducible y puede modificarse fácilmente cambiando diferentes parámetros (es decir, densidad de siembra inicial, línea celular) para generar células que sean biológicamente relevantes y capaces de producir datos clínicamente significativos y traducibles para enfermedades o investigaciones farmacéuticas.

Referencias

1. Rinaldo Florencio-Silva, Gisela Rodrigues da Silva Sasso, Estela Sasso-Cerri, Manuel Jesus Simões, Paulo Sérgio Cerri, “Biología del tejido óseo: estructura, función y factores que influyen en las células óseas”, BioMed Research International, vol. 2015, artículo ID 421746, 17 páginas, 2015. https://doi.org/10.1155/2015/421746
2. Bicer, M., Cottrell, GS y Widera, D. Impacto del cultivo celular 3D en el potencial de regeneración ósea de las células estromales mesenquimales. Tratamiento de células madre12, 31 (2021). https://doi.org/10.1186/s13287-020-02094-8
3. Mohamed AM. Una descripción general de las células óseas y sus factores reguladores de diferenciación. Malayos J Med Sci. 2008;15(1):4-12.
4. Mironov, V., Visconti, RP, Kasyanov, V., Forgacs, G., Drake, CJ y Markwald, RR (2009). Impresión de órganos: esferoides tisulares como componentes básicos. Biomateriales30 (12), 2164–2174. doi:10.1016/j.biomaterials.2008.12.084
5. https://facellitate.com/wp-content/uploads/Establishment-of-perfect-3D-spheroids-for-1.pdf